(57)【要約】【課題】  熱圧着法を採用してフレキシブル配線基板を被接続配線基板に対して接続するに際して、加熱時間の短縮化と接合強度との両立を図る。【解決手段】  フレキシブル配線基板３０の端部を折り返すことにより、折り返し領域３３およびこの折り返し領域３３が重なる被重なり領域３４を含む重ね合わせ部３２を形成し、導体パターン３１が重ね合わせ部３２の表裏を成す一方の表面から他方の表面にかけて連続して延在するようにし、次いで、重ね合わせ部３２の一方の表面に位置する導体パターン３１と接合用電極１１とが向かい合うように位置決めして配置するとともに、重ね合わせ部３２の他方の表面に位置する導体パターン３１にヒータ５０を押し当てることにより、重ね合わせ部３２の一方の表面に位置する導体パターン３１と接合用電極１１との間に供給された半田４０を溶融させて半田付けする。【選択図】        図６
2006245108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル配線基板の主表面に設けられた導体パターンと被接続配線基板の主表面に設けられた接合用電極とを熱圧着により接合する、フレキシブル配線基板の接続方法であって、
前記フレキシブル配線基板の少なくとも一部を折り返すことにより、折り返し領域およびこの折り返し領域が重なる被重なり領域を含む重ね合わせ部を前記フレキシブル配線基板に形成し、これにより前記導体パターンの少なくとも一部が前記重ね合わせ部の表裏を成す一方の表面から他方の表面にかけて連続して延在するように、前記導体パターンに形状加工を施す工程と、
前記重ね合わせ部の前記一方の表面に位置する前記導体パターンと前記接合用電極とが向かい合うように、前記フレキシブル配線基板と前記被接続配線基板とを位置決めして配置するとともに、前記重ね合わせ部の前記他方の表面に位置する前記導体パターンにヒータを押し当てることにより、前記重ね合わせ部の前記一方の表面に位置する前記導体パターンと前記接合用電極との間に供給された半田を加熱して溶融させ、これにより前記重ね合わせ部の前記一方の表面に位置する前記導体パターンと前記接合用電極とを半田付けする工程とを備えた、フレキシブル配線基板の接続方法。
【請求項２】
前記フレキシブル配線基板の端部を折り返すことによって前記重ね合わせ部を形成するとともに、前記重ね合わせ部の前記一方の表面が前記被重なり領域の前記主表面によって構成され、かつ前記重ね合わせ部の前記他方の表面が前記折り返し領域の前記主表面によって構成されるように、前記フレキシブル配線基板および前記被接続配線基板を位置決めして配置する、請求項１に記載のフレキシブル配線基板の接続方法。
【請求項３】
前記フレキシブル配線基板の前記主表面と前記被接続配線基板の前記主表面とが交差するように、前記フレキシブル配線基板と前記被接続配線基板とを非平行に位置決めして配置する、請求項１または２に記載のフレキシブル配線基板の接続方法。
【請求項４】
フレキシブル配線基板の主表面に設けられた導体パターンと被接続配線基板の主表面に設けられた接合用電極とが半田を介して接合された、フレキシブル配線基板の接続構造であって、
前記フレキシブル配線基板は、当該フレキシブル配線基板の少なくとも一部が折り返されることによって形成された折り返し領域およびこの折り返し領域が重なる被重なり領域を含む重ね合わせ部を有しており、
前記導体パターンの少なくとも一部は、前記重ね合わせ部の表裏を成す一方の表面から他方の表面にかけて連続して延在しており、
前記重ね合わせ部の前記一方の表面に位置する前記導体パターンが、前記接合用電極に半田を介して接合されている、フレキシブル配線基板の接続構造。
【請求項５】
前記重ね合わせ部は、前記フレキシブル配線基板の端部を折り返すことによって形成されており、
前記重ね合わせ部の前記一方の表面が前記被重なり領域の前記主表面によって構成され、かつ前記重ね合わせ部の前記他方の表面が前記折り返し領域の前記主表面によって構成されている、請求項４に記載のフレキシブル配線基板の接続構造。
【請求項６】
前記フレキシブル配線基板の前記主表面と前記被接続配線基板の前記主表面とが交差するように、前記フレキシブル配線基板と前記被接続配線基板とが非平行に配置されている、請求項４または５に記載のフレキシブル配線基板の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル配線基板を被接続配線基板に対して半田付けにて接続するフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配線基板に設けられた導体パターン同士の電気的な接続を行ないつつこれら配線基板同士を物理的に接続する配線基板の接続方法として、種々の方法が知られている。その中の一つとして、熱圧着法が知られている。
【０００３】
熱圧着法は、接続すべき一対の配線基板のそれぞれに設けられた導体パターンの半田接合予定領域のいずれか一方または両方に予め半田を付着させて置き、これら半田接合予定領域同士が対向配置されるように配線基板を重ね合わせ、一方または両方の配線基板に加熱源としてのヒータを押し当てて予め付着させた半田を溶融させ、その後ヒータの押し当てを解除することによって半田を凝固させて半田接合予定領域同士を半田を用いて接合するものである。この熱圧着法は、接続すべき配線基板の少なくとも一方が可撓性に優れたフレキシブル配線基板である場合に特に有効な手法であり、その可撓性ゆえに取扱いが困難なフレキシブル配線基板の被接続配線基板への接続を生産性よくかつ効率的に行なえる接続方法として広く利用されている。
【０００４】
熱圧着法を用いてフレキシブル配線基板を被接続配線基板に接続する場合には、半田接合部における接合強度を高めることにより、半田接合部における接合信頼性を高く維持することが必要である。半田接合部における接合強度を高める一つの方策としては、半田付けが行なわれる半田接合予定領域の面積を大面積化することが考えられる。しかしながら、小型化が進んだ近年のプリント配線基板においては、このような余分な面積が許容される場合は少なく、上記方策による解決はその実施が非常に困難である場合が多い。
【０００５】
熱圧着法を採用することによって得られる生産性の高さを維持しつつ、小型の配線基板においても半田接合部における接合信頼性を高く維持することを目的としたフレキシブル配線基板の接続方法として、たとえば特開平６−８５４５４号公報（特許文献１）に開示の接続方法や、特開２００４−３１８７０号公報（特許文献２）に開示の接続方法が知られている。
【０００６】
上記特許文献１に開示のフレキシブル配線基板の接続方法は、被接続配線基板の端縁部に沿ってスペーサを設け、このスペーサ越しにフレキシブル配線基板を被接続配線基板に対向配置させて熱圧着法にて接合することにより、接合時におけるフレキシブル配線基板と被接続配線基板との間の距離を広く確保し、フレキシブル配線基板の導体パターンと被接続配線基板の導体パターンとの間に位置する半田層の末端部にフィレットが確実に形成されるようにし、半田接合部における接合強度を高めるものである。
【０００７】
一方、上記特許文献２に開示のフレキシブル配線基板の接続方法は、図１２に示すように、接続すべき被接続配線基板１０とフレキシブル配線基板３０とを非平行に角度付けした状態で配置し、その状態を維持しつつヒータ５０をフレキシブル配線基板３０の導体パターン３１が形成された面とは反対側の面に押し当て、これにより予め被接続配線基板１０の接合用電極１１ａに付着させた半田４０を溶融させて熱圧着を行なうものである。これにより、フレキシブル配線基板３０の導体パターン３１と被接続配線基板１０の導体パターン１１の一部である接合用電極１１ａとの間に位置する半田４０の形状を断面くさび状とすることができ、その結果、半田層に必ず厚みの大きい部分が形成されるようになるため、半田接合部における高い接合強度が実現され、接合信頼性を高く維持することが可能になる。
【特許文献１】特開平６−８５４５４号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述の特許文献１および特許文献２に開示されるフレキシブル配線基板の接続方法では、いずれもフレキシブル配線基板の導体パターンが設けられた面とは反対側の面にヒータが押し当てられて熱圧着が行なわれる。その際、ヒータの熱は、フレキシブル配線基板の基材を経由してフレキシブル配線基板の主表面に設けられた導体パターンに伝熱し、この導体パターンから半田へと与えられることになる。通常、フレキシブル配線基板の基材部分は、ポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂によって形成されている場合が殆どであり、非常に薄くは形成されているものの、ヒータから伝熱する熱によって予め付着させた半田を溶融させるためには、非常に大きな熱量が必要となる。そのため、ヒータによる加熱時間が長く必要になり、生産効率が低下するという問題があった。
【０００９】
この問題を改善するためには、被接続配線基板に対して接続される部分の基材が予め一部取り除かれたフレキシブル配線基板を準備し、ヒータが直接導体パターンに押し当てられるように構成することが考えられる。しかしながら、予め基材が一部取り除かれたフレキシブル配線基板を準備するためには、フレキシブル配線基板の製造時において使用される金型に変更を加えたり、あるいはフレキシブル配線基板の成形後においてエッチング処理等により基材の一部を除去したりする等の対応が必要となり、汎用のフレキシブル配線基板をそのまま利用することができず、製造コストが増大する問題が生じる。また、フレキシブル配線基板を利用する利点の一つである、フレキシブル配線基板の長さの自由な調節が行なえなくなるため、製造の際の自由度が制限されることにもなる。さらには、熱圧着時に導体パターンの隙間から半田やフラックスがヒータ側に向かって漏れ出るため、漏れ出た半田やフラックスがヒータに付着し、ヒータから半田への伝熱効率が徐々に低下してしまう問題も生じる。これを防止するためには、こまめにヒータに付着した半田やフラックスを取り除く作業が必要となり、生産効率の低下を招くことになる。
【００１０】
そこで、本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、熱圧着法を採用してフレキシブル配線基板を被接続配線基板に対して接続するに際して、加熱時間の短縮化が可能で、また加熱温度を低くすることが可能なフレキシブル配線基板の接続方法を提供するとともに、半田接合部における接合強度を高く維持することができるフレキシブル配線基板の接続構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に基づくフレキシブル配線基板の接続方法は、フレキシブル配線基板の主表面に設けられた導体パターンと被接続配線基板の主表面に設けられた接合用電極とを熱圧着により接合する方法であって、以下の工程を備える。
（ａ）上記フレキシブル配線基板の少なくとも一部を折り返すことにより、折り返し領域およびこの折り返し領域が重なる被重なり領域を含む重ね合わせ部を上記フレキシブル配線基板に形成し、これにより上記導体パターンの少なくとも一部が上記重ね合わせ部の表裏を成す一方の表面から他方の表面にかけて連続して延在するように、上記導体パターンに形状加工を施す工程。
（ｂ）上記重ね合わせ部の上記一方の表面に位置する上記導体パターンと上記接合用電極とが向かい合うように、上記フレキシブル配線基板と上記被接続配線基板とを位置決めして配置するとともに、上記重ね合わせ部の上記他方の表面に位置する上記導体パターンにヒータを押し当てることにより、上記重ね合わせ部の上記一方の表面に位置する上記導体パターンと上記接合用電極との間に供給された半田を加熱して溶融させ、これにより上記重ね合わせ部の上記一方の表面に位置する上記導体パターンと上記接合用電極とを半田付けする工程。
【００１２】
このような接続方法を採用することにより、ヒータの熱がフレキシブル配線基板の基材を通して重ね合わせ部の上記他方の表面から上記一方の表面に伝熱されるのみならず、基材に比して大幅に熱伝導性に優れた導体パターンを伝って伝熱されることになる。そのため、加熱時間の大幅な短縮化が図られるのみならず、ヒータによる加熱温度を低く設定することができるようになるため、生産効率の向上と加熱設備の簡素化とが実現可能となる。また、フレキシブル配線基板の折り曲げ部分にまで導体パターンが位置することになるため、この部分において確実にフィレットが形成されるようになり、半田接合部における接合強度の向上も図られるようになる。
【００１３】
上記本発明に基づくフレキシブル配線基板の接続方法にあっては、上記フレキシブル配線基板の端部を折り返すことによって上記重ね合わせ部を形成する場合に、上記重ね合わせ部の上記一方の表面が上記被重なり領域の上記主表面によって構成され、かつ上記重ね合わせ部の上記他方の表面が上記折り返し領域の上記主表面によって構成されるように、上記フレキシブル配線基板および上記被接続配線基板を位置決めして配置することが好ましい。
【００１４】
このような接続方法を採用することにより、重ね合わせ部の折り返し領域がフレキシブル配線基板の端部によって構成されることになるため、ヒータが押し当てられることによって重ね合わせ部の上記一方の表面に位置する導体パターンに伝熱された熱が、実質的にすべて重ね合わせ部の上記他方の表面に位置する導体パターンに伝熱させることになるため、フレキシブル配線基板の他の部位への熱の逃げが生じず、より効率的に加熱時間を短縮することができる。
【００１５】
上記本発明に基づくフレキシブル配線基板の接続方法にあっては、上記フレキシブル配線基板の上記主表面と上記被接続配線基板の上記主表面とが交差するように、上記フレキシブル配線基板と上記被接続配線基板とを非平行に位置決めして配置することが好ましい。
【００１６】
このような接続方法を採用することにより、半田接合部において必ず厚みの厚い部分が形成されるようになるため、半田接合部における接合強度を高く維持することができる。
【００１７】
本発明に基づくフレキシブル配線基板の接続構造は、フレキシブル配線基板の主表面に設けられた導体パターンと被接続配線基板の主表面に設けられた接合用電極とが半田を介して接合されたものであって、上記フレキシブル配線基板が、このフレキシブル配線基板の少なくとも一部が折り返されることによって形成された折り返し領域およびこの折り返し領域が重なる被重なり領域を含む重ね合わせ部を有しており、上記導体パターンの少なくとも一部が、上記重ね合わせ部の表裏を成す一方の表面から他方の表面にかけて連続して延在しており、上記重ね合わせ部の上記一方の表面に位置する上記導体パターンが、上記接合用電極に半田を介して接合されてなるものである。
【００１８】
このように構成することにより、フレキシブル配線基板の折り曲げ部分にまで導体パターンが位置することになるため、この部分において確実にフィレットが形成されるようになり、半田接合部における接合強度の向上が図られるようになる。
【００１９】
また、上記本発明に基づくフレキシブル配線基板の接続構造にあっては、上記重ね合わせ部が上記フレキシブル配線基板の端部を折り返すことによって形成されている場合に、上記重ね合わせ部の上記一方の表面が上記被重なり領域の上記主表面によって構成されており、かつ上記重ね合わせ部の上記他方の表面が上記折り返し領域の前記主表面によって構成されていることが好ましい。
【００２０】
上記本発明に基づくフレキシブル配線基板の接続構造にあっては、上記フレキシブル配線基板の上記主表面と上記被接続配線基板の上記主表面とが交差するように、上記フレキシブル配線基板と上記被接続配線基板とが非平行に配置されていることが好ましい。
【００２１】
このように構成することにより、半田接合部において必ず厚みの熱い部分が形成されるようになるため、半田接合部における接合強度が高く維持されたフレキシブル配線基板の接続構造とすることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、熱圧着法を採用してフレキシブル配線基板を被接続配線基板に対して接続するに際し、加熱時間の短縮化ができ、また加熱温度を低くすることができるため、生産効率の向上と加熱設備の簡素化とが可能となる。また、本発明によれば、半田接合部における接合強度を高く維持することができるため、半田接合部における接合信頼性の向上が図れるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す一実施の形態においては、本発明に基づくフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造を、物体の接近を検知する近接センサの内部構成部品に適用した場合を例示して説明を行なう。
【００２４】
まず、本発明に基づくフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造が適用される近接センサについて説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造が適用された近接センサの模式断面図である。また、図２は、上述の図１に示す近接センサの分解斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、近接センサ１００は、略円柱状の外形を有しており、円筒状のケース体１と、ケース体１の前方端に取り付けられた検知部組立体２と、ケース体１の後方端に取り付けられた出力部組立体６とを主に備えている。検知部組立体２は、検知コイル３、フェライトコア４、検知回路基板１０およびコイルケース５などを含んでいる。また、出力部組立体６は、出力回路基板２０、端子ピン７およびレセプタクル９などを含んでいる。
【００２６】
ケース体１の前方端に取り付けられた検知部組立体２の検知回路基板１０と、ケース体１の後方端に取り付けられた出力部組立体６の出力回路基板２０とは、フレキシブル配線基板３０によって接続されている。ここで、フレキシブル配線基板とは、ガラス−エポキシ基板に代表されるようなリジッド配線基板に比べて可撓性に優れた配線基板の総称であり、たとえばポリイミド樹脂からなる基材の主表面に導体パターンが接着剤にて貼り付けられること等によって形成された配線基板のことである。このフレキシブル配線基板は、適度に可撓性を有しているため、自在に折り曲げたり折り返したりすることが可能であり、離間配置されたリジッド配線基板の導体パターン同士の接続を中継する配線基板として利用可能なものである。なお、リジッド配線基板は、高い剛性を有した配線基板であり、電子部品の実装に適したものである。上述の検知回路基板１０および出力回路基板２０としては、このリジッド配線基板が利用される。
【００２７】
検知回路基板１０には、検知コイル３を共振回路要素とする発振回路と、発振回路の発振振幅を閾値と比較して２値化する弁別回路とが設けられている。このため、近接センサ１００は、物体が検知コイル３に接近することに伴って生じる発振回路の発振振幅の減少や発振の停止を検知することにより、物体の接近の検知を可能とするものである。出力回路基板２０には、弁別回路の出力を所定の仕様の電圧出力または電流出力に変換する出力回路が設けられており、その出力は、端子ピン７を介して外部へと導出される。また、出力回路基板２０には、端子ピン７を介して外部から導入される電力を所定の電源仕様に変換して検知回路基板１０に出力する電源回路も設けられている。
【００２８】
図２に示すように、近接センサ１００は、予め組み立てられた検知部組立体２の検知回路基板１０と、必要部品が実装されかつ端子ピン７が取り付けられた出力回路基板２０とをフレキシブル配線基板３０を介して接続し、これら組立品をケース体１の前方端側から圧入するとともに、ケース体１の後方端側からケース体１の保持部１ａに圧入されるレセプタクル９によって端子ピン７を保持するピンホルダ８の固定が行なわれることによって製造される。なお、ケース体１の内部の空間には、必要に応じてたとえばポリウレタン樹脂などからなる樹脂部材が充填される。この樹脂封止は、外部からの水分や油分の浸入を防止することを目的に、また振動環境下での内部構成部品の破損を防止することを目的に実施されるものである。
【００２９】
上記構成の近接センサ１００においては、上述のように、リジッド配線基板からなる検知回路基板１０および出力回路基板２０が、フレキシブル配線基板３０によって接続されている。より具体的には、検知回路基板１０の後方端（図１に示す領域Ａ）に設けられた接合用電極（図示せず）と、出力回路基板２０の前方端（図１に示す領域Ｂ）に設けられた接合用電極（図示せず）とが、フレキシブル配線基板３０の主表面に設けられた導体パターン（図示せず）によって結線される。
【００３０】
なお、図１に示すように、フレキシブル配線基板３０の長手方向の略中央部には、山なりにフォーミングされた弛緩部３０ａが設けられている。この山なりの弛緩部３０ａは、フレキシブル配線基板３０と検知回路基板１０との半田接合部およびフレキシブル配線基板３０と出力回路基板２０との半田接合部に応力が加わることを防止するために設けられるものであり、たとえば樹脂封止の際の封入圧や使用環境下における温度変化等によって生じるおそれのある半田接合部の剥離や、振動環境下での使用による半田接合部の剥離等を防止するためのものである。
【００３１】
次に、本実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造について詳説する。図３は、図１に示す領域Ａを上下反転させた状態を示す拡大断面図であり、本実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続構造を示す図である。また、図４ないし図６は、図３に示すフレキシブル配線基板の接続構造を実現するフレキシブル配線基板の接続方法を示す模式断面図または概略斜視図である。
【００３２】
まず、図３を参照して、本実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続構造について説明する。図３に示すように、フレキシブル配線基板３０が接続される被接続配線基板である検知回路基板１０は、主表面に導体パターン１１を有している。この導体パターン１１の一部には、半田接合領域である接合用電極１１ａが設けられている。図示する検知回路基板１０にあっては、接合用電極１１ａが検知回路基板１０の端部に設けられている（図５参照）。検知回路基板１０は、たとえば基材にガラス−エポキシ樹脂系の材料が利用されたリジッド配線基板が利用される。基材の主表面に形成される導体パターン１１は、たとえば基材の主表面に接着剤にて貼り付けられた銅をパターニングすること等によって形成される。
【００３３】
一方、フレキシブル配線基板３０の主表面には、実質的に同一の方向に向かって平行に延びる複数の導体パターン３１が設けられている。フレキシブル配線基板３０としては、たとえば基材に耐熱性樹脂であるポリイミド樹脂系の材料が利用された配線基板が利用される。基材の主表面に形成される導体パターン３１は、たとえば接着剤を用いて基材の主表面に貼り付けられた銅箔の表面にスズめっきが施されること等によって形成される。
【００３４】
検知回路基板１０に接続されるフレキシブル配線基板３０の接続端側の端部は、端面から所定の距離をもって折り返されている。これにより、フレキシブル配線基板３０に重ね合わせ部３２が形成され、その接続端側の端部の先端には、折り曲げ部３５が形成されることになる。重ね合わせ部３２は、端部が折り返されることによって形成された折り返し領域３３と、この折り返し領域３３が重なる被重なり領域３４とを含んでいる。上述のように、図示するフレキシブル配線基板３０の主表面に設けられた導体パターン３１は、実質的に同一の方向に向かって平行に延びているため、上記の如くフレキシブル配線基板３０の端部を折り返すことにより、重ね合わせ部３２の表裏を成す一方の表面から他方の表面にかけて導体パターン３１が連続して延在することになり、折り曲げ部３５の表面にも導体パターン３１が位置することになる。
【００３５】
フレキシブル配線基板３０の重ね合わせ部３２は、検知回路基板１０の接合用電極１１ａ上に配置され、半田４０を介してこの接合用電極１１ａに接続されている。ここで、検知回路基板１０とフレキシブル配線基板３０とは非平行に配置されており、フレキシブル配線基板３０の折り曲げ部３５の下部と検知回路基板１０の主表面に形成された接合用電極１１ａとが当接している。
【００３６】
次に、図４ないし図６を参照して、上述のフレキシブル配線基板の接続構造を実現するフレキシブル配線基板の接続方法について説明する。図４および図５に示すように、まず、検知回路基板１０に接続されるフレキシブル配線基板３０の接続端側の端部を、端面から所定の距離をもって折り返すことにより、折り返し領域３３および被重なり領域３４を含む重ね合わせ部３２を形成する。フレキシブル配線基板３０を折り返す長さとしては、好ましくは接続する検知回路基板１０の接合用電極１１ａの長さに対応させた長さとする。
【００３７】
次に、図４および図５に示すように、フレキシブル配線基板３０の重ね合わせ部３２の一方の表面を構成する被重なり領域３４の主表面に位置する導体パターン３１と、検知回路基板１０の主表面に位置する接合用電極１１ａとが対向配置されるように、フレキシブル配線基板３０と検知回路基板１０とを位置決めして非平行に配置する。ここで、フレキシブル配線基板３０に対向配置される検知回路基板１０の接合用電極１１ａには、予め図４に示すように半田を付着させておく。付着させる半田の供給方法としては、予備半田付け、半田ペーストの塗布、半田箔の載置など、種々の方法が利用可能である。
【００３８】
つづいて、図６に示すように、ヒータ５０をフレキシブル配線基板３０の重ね合わせ部３２の他方の表面に押し当て、適度な加圧力をもってフレキシブル配線基板３０の重ね合わせ部３２が接合用電極１１ａに予め付着させられた半田４０に接触すようにする。この状態を維持することにより、ヒータ５０の熱は、フレキシブル配線基板３０の導体パターン３１を伝って半田４０に伝熱され、これにより半田４０が加熱されて溶融し、液化する。半田４０の液化に伴い、上記ヒータ５０による加圧力を受けてフレキシブル配線基板３０は検知回路基板１０と接触し、その後、ヒータ５０による押し当てを解除することにより、半田４０が冷却され、図３に示す如くの接続構造が得られる。
【００３９】
以上において説明した本実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造を採用することにより、図１２に示す従来のフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造に比べ、以下の点で有利となる。
【００４０】
まず、本実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法を採用することにより、格段にその加熱時間が短縮化される。これは、フレキシブル配線基板３０の基材の熱伝導率に比して導体パターン３１の熱伝導率が非常に高いためであり、この導体パターン３１による伝熱により、短時間に半田４０を加熱することが可能になるためである。なお、フレキシブル配線基板３０の基材の主成分であるポリイミド樹脂の熱伝導率は、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）〜０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度であり、フレキシブル配線基板３０の導体パターン３１の主成分である銅の熱伝導率は、４００Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。すなわち、銅の熱伝導率は、ポリイミド樹脂の熱伝導率の数千倍であり、加熱時間の短縮化は著しいものとなる。
【００４１】
また、上記に鑑み、ヒータ５０の設定温度を従来に比して低く設定することも可能である。従来のフレキシブル配線基板の接続方法を採用する場合には、加熱時間を短縮するために、半田４０の溶融温度よりも数十℃〜百数十℃程度高い温度にヒータ温度を設定することが必要であった。しかしながら、本実施の形態の如くのフレキシブル配線基板の接続方法を採用することにより、ヒータ５０から半田４０への伝熱効率が向上するため、半田４０の溶融温度よりも僅かに高い程度のヒータ温度にまで、設定温度を下げることが可能となる。したがって、加熱設備を簡素化することが可能になる。
【００４２】
また、本実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造では、フレキシブル配線基板３０の重ね合わせ部３２がフレキシブル配線基板３０の端部を折り返すことによって形成されとともに、検知回路基板１０に接続されるフレキシブル配線基板３０の重ね合わせ部３２の一方の表面が、被重なり領域３４の主表面によって形成され、かつヒータ５０が押し当てられるフレキシブル配線基板３０の重ね合わせ部３２の他方の表面が、折り返し領域３３の主表面によって形成されるように構成されている。このように構成することにより、ヒータ５０が押し当てられることによって導体パターン３１に伝熱された熱が、実質的にすべて導体パターン３１を介して半田４０に伝熱されることになり、フレキシブル配線基板３０の他の部位への熱の逃げが生じず、より効率的に加熱時間を短縮化することができる。
【００４３】
また、本実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造を採用することにより、検知回路基板１０の接合用電極１１ａと、フレキシブル配線基板３０の重ね合わせ部３２の一方の表面を構成する被重なり領域３４の主表面に形成された導体パターン３１との間に位置する半田４０の形状が断面くさび状となるため、必ずこの半田層に厚みの大きい部分が形成されるようになり、半田接合部における接合強度を高く維持することが可能になる。さらには、検知回路基板１０の接合用電極１１ａと、フレキシブル配線基板３０の折り曲げ部３５の主表面に形成された導体パターン３１との間に半田４０のフィレット４０ａが形成されるようになるため、半田接合部における接合強度をさらに高く維持することが可能になる。したがって、接合信頼性に優れたフレキシブル配線基板の接続構造とすることができる。
【００４４】
また、本実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造を採用することにより、汎用のフレキシブル配線基板を所定の長さに切断してその端部を折り返すのみでそのまま利用することができるため、フレキシブル配線基板を利用する利点の一つである、フレキシブル配線基板の長さの自由な調節が制限されることがなく、また製造コストの大幅な削減が可能となる。
【００４５】
以上において説明したように、本実施の形態の如くのフレキシブル配線基板の接続方法を採用することにより、熱圧着法を採用してフレキシブル配線基板３０を検知回路基板１０に対して接続するに際し、加熱時間の短縮化が可能となり、また加熱温度を低くすることが可能になるとともに、半田接合部における接合強度を高く維持することができるようになる。
【００４６】
以下においては、本実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続構造の変形例について説明する。図７ないし図１１は、本実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続構造の変形例１ないし５を示す模式断面図である。なお、上述の図３に示すフレキシブル配線基板の接続構造と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。また、図７ないし図１１に示す変形例１ないし５に係るフレキシブル配線基板の接続構造を実現するフレキシブル配線基板の接続方法についても、上述したフレキシブル配線基板の接続方法と基本的に同様であるため、その説明はここでは省略する。
【００４７】
図７に示す変形例１に係るフレキシブル配線基板の接続構造は、図３に示すフレキシブル配線基板の接続構造において、フレキシブル配線基板３０の折り曲げ部３５の形状をより緩やかに湾曲させたものである。このように構成することにより、折り曲げ部３５に加わるストレスを大幅に緩和することが可能となり、フレキシブル配線基板３０の基材の厚みや材質の選択、あるいは導体パターン３１の厚みや材質の選択等の条件次第によって生じるおそれのある、折り曲げ時の導体パターン３１の断線を確実に防止することができる。
【００４８】
図８に示す変形例２に係るフレキシブル配線基板の接続構造は、図３に示すフレキシブル配線基板の接続構造において、フレキシブル配線基板３０を折り返す領域をフレキシブル配線基板３０の端部のみとせず、折り返した領域のうちの一部のみが被重なり領域３４と重なる折り返し領域３３となるように構成したものである。このように構成することにより、フレキシブル配線基板３０の両端部において他の配線基板との電気的な接続が可能となるため、１つの配線基板と２つの配線基板との間の接続を行なうことが可能となる。
【００４９】
図９に示す変形例３に係るフレキシブル配線基板の接続構造は、図３に示すフレキシブル配線基板の接続構造において、折り返し後のフレキシブル配線基板３０の上下の向きを逆にしたものである。すなわち、本変形例に係るフレキシブル配線基板の接続構造は、被接続配線基板である検知回路基板１０に接続されるフレキシブル配線基板３０の重ね合わせ部３２の一方の表面を折り返し領域３３の主表面によって構成し、かつヒータ５０が押し当てられるフレキシブル配線基板３０の重ね合わせ部３２の他方の表面を被重なり領域３４の主表面によって構成したものである。このように構成した場合にも、上述の図３に示すフレキシブル配線基板の接続構造とすることによって得られる効果とほぼ同等の効果を得ることができる。
【００５０】
図１０に示す変形例４に係るフレキシブル配線基板の接続構造は、図３に示すフレキシブル配線基板の接続構造において、被接続配線基板をフレキシブル配線基板６０に変更したものである。この場合においても、被接続配線基板であるフレキシブル配線基板６０の主表面に形成された導体パターン６１に対して、フレキシブル配線基板３０の主表面に形成された導体パターン３１を短時間にかつ高い接合強度で接合することが可能になる。
【００５１】
図１１に示す変形例５に係るフレキシブル配線基板の接続構造は、図３に示すフレキシブル配線基板の接続構造において、被接続配線基板である検知回路基板１０とフレキシブル配線基板３０とを平行に配置したものである。このように構成した場合にも、上述の図３に示すフレキシブル配線基板の接続構造とすることによって得られる効果とほぼ同等の効果を得ることができる。
【００５２】
以上において説明した本発明の一実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法においては、熱圧着時に被接続配線基板である検知回路基板１０の接合用電極１１ａに予め半田を付着させておくこととした場合を例示して説明を行なったが、特にこれに限定されるものではなく、たとえばフレキシブル配線基板３０の導体パターン３１に予め半田を付着させて置くこととしてもよいし、被接続配線基板である検知回路基板１０の接合用電極１１ａとフレキシブル配線基板３０の導体パターン３１との両者に予め半田を付着させて置くこととしてもよいし、さらには、このような予備半田付けを行なわず、熱圧着時に半田が供給されることとしてもよい。このように、本発明に基づくフレキシブル配線基板の接続方法においては、半田の供給方法が特に限定されるものはない。
【００５３】
また、上述の一実施の形態およびその変形例においては、本発明に基づくフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造を、図１に示す近接センサ１００の検知回路基板１０とフレキシブル配線基板３０との接続部に適用した場合を例示して説明を行なったが、出力回路基板２０とフレキシブル配線基板３０との接続部に適用することも当然に可能であり、さらには、近接センサ以外の製品の内部構成部品に適用することも当然に可能である。
【００５４】
以上のように、今回開示した上記一実施の形態およびその変形例はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法および接続構造が適用された近接センサの断面図である。
【図２】図１に示す近接センサの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続構造を示す模式断面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法を説明するための模式断面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法を説明するための概略斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続方法を説明するための模式断面図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続構造の変形例１を示す模式断面図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続構造の変形例２を示す模式断面図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続構造の変形例３を示す模式断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続構造の変形例４を示す模式断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるフレキシブル配線基板の接続構造の変形例５を示す模式断面図である。
【図１２】従来の熱圧着法を説明するための半田接合部を含む模式断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ケース体、１ａ  保持部、２  検知部組立体、３  検知コイル、４  フェライトコア、５  コイルケース、６  出力部組立体、７  端子ピン、８  ピンホルダ、９  レセプタクル、１０  検知回路基板（被接続配線基板）、１１  導体パターン、１１ａ  接合用電極、２０  出力回路基板（被接続配線基板）、３０  フレキシブル配線基板、３０ａ  弛緩部、３１  導体パターン、３２  重ね合わせ部、３３  折り返し領域、３４  被重なり領域、３５  折り曲げ部、４０  半田、４０ａ  フィレット、５０  ヒータ、６０  フレキシブル配線基板（被接続配線基板）、６１  導体パターン、１００  近接センサ。
【図１】
2006245108.tif 000003
【図２】
2006245108.tif 000004
【図３】
2006245108.tif 000005
【図４】
2006245108.tif 000006
【図５】
2006245108.tif 000007
【図６】
2006245108.tif 000008
【図７】
2006245108.tif 000009
【図８】
2006245108.tif 000010
【図９】
2006245108.tif 000011
【図１０】
2006245108.tif 000012
【図１１】
2006245108.tif 000013
【図１２】
2006245108.tif 000014